Есть ли жизнь на плутоне кратко

Обновлено: 05.07.2024

Плутон - крошечный холодный мир за миллиарды миль от внешних границ Солнечной системы. Это так далеко, что Солнце выглядит просто еще одной звездой в ночном небе. Это делает его холодным и темным миром, в котором преобладают лед и замороженный азот. Но на этой мрачной поверхности разбросаны множество признаки того, что находится под ней, - огромного подземного океана жидкой воды, нагретого радиоактивным распадом ядра карликовой планеты. Может ли этот чужой океан быть далеким оазисом жизни в холодной пустыне внешней солнечной системы?

До того, как зонд New Horizons пролетел мимо Плутона в 2015 году, мы понятия не имели, как выглядела его поверхность. Даже при использовании таких мощных телескопов, как Хаббл, он выглядел как пиксельная капля. Это должно дать вам ощущение масштаба. Он настолько мал и далек , что телескоп, который может увидеть самые далекие тусклые галактики с очень высокой детализацией, не сможет разглядеть Плутон.

New Horizons недолго оставалась вокруг Плутона и пролетела мимо на своем пути к остальной части внешней солнечной системы, но несколько сделанных фотографий Плутона показали прекрасные детали. Равнины замороженного азота, горные хребты льда, разреженная атмосфера метана и азота и даже органическая химия в виде толинов. Эти результаты поразили команду New Horizons. Они ожидали увидеть твердый кусок азота, но Плутон демонстрировал сложную геологию и химию.

Видимо, равнина образовалась недавно, иначе она была бы полна кратеров, как и остальная часть планеты. Но как такие сложные формы могут образовываться на ее поверхности? Ответ дал кипящая воды и пчелы.

Когда вы нагреваете жидкость снизу, возникают конвекционные потоки. Теплая жидкость поднимается, а холодная опускается. Вместо того, чтобы постоянно сталкиваться друг с другом, молекулы выстраиваются в упорядоченные петли, циркулируя вверх и вниз, нагреваясь и охлаждаясь. Если много таких контуров конвекции расположены близко друг к другу, то они прижимаются, сжимая друг друга с боков. Другими словами, это заставляет конвекционный поток максимизировать площадь его поперечного сечения и уменьшать площадь контакта, которую он разделяет с соседними потоками.

Точно также как и в сотах улья. Им нужна максимально большая площадь поперечного сечения для воска, используемого для создания сот. Так они могут хранить больше меда и использовать меньше воска. Если вы контролируете условия в кастрюле с кипящей водой, вы также можете получить те же шестиугольные узоры при бурном кипении воды.

Итак под азотным льдом под равниной Спутника наблюдаются конвекционные потоки жидкости, но какой? Это жидкий азот? Жидкий метан? Вода? Команда New Horizons провела расчеты размеров шестиугольников и пришла к выводу, что под равниной Спутника находится огромный океан воды, но что может его нагревать?

В других далеких океанских мирах, таких как Энцелад, тепло исходит не от Солнца. Это происходит из-за гравитационных приливных сил, которые притягивают и сжимают ядро, нагревая его за счет трения. Но для этого нужно быть рядом с планетой газового гиганта.

Команда пришла к выводу, что у Плутона должно быть радиоактивное ядро , которое нагревает подповерхностный океан по мере его распада. Это был единственный возможный источник тепла, который мог производить шестиугольники на равнине Спутника.

Итак, Плутон, мир, который по всем правилам должен быть холодным и мертвым, обладает органикой, огромным количеством теплой жидкой воды и источником энергии в виде излучения. Кажется, что в нем есть все необходимые для жизни ингредиенты. Может ли там процветать жизнь ?

Что ж, эти организмы должны быть невероятно устойчивы к радиации, и они должны будут использовать радиацию в качестве единственного источника энергии. Поэтому они будут отличаться от всего, что есть на Земле. Но есть ли у нас какие-либо доказательства существования таких организмов здесь, на Земля?

Да ! Это - радиотрофные грибки.

Эти виды грибков настолько устойчивы к радиации, что выросли над Чернобыльским ядерным реактором . Более того, они могут процветать исключительно за счет радиоактивного распада. Ученые даже привязали их к внешней стороне МКС и наблюдали, как они процветают в космическом вакууме, поглощая разрушительное излучение Солнца.

Жизнь могла эволюционировать, чтобы жить в радиоактивных океанах Плутона! Но могла ли она там зародиться?

Наша лучшая теория о том, как зародилась жизнь на Земле, включает в себя медленно текущие гидротермальные источники , заполненные органическими молекулами, которые случайным образом объединяются вместе. Ученые расходятся во мнениях относительно того, что произошло дальше. Некоторые говорят, что случайным образом образовалась самовоспроизводящаяся РНК, которая могла эволюционировать в ДНК, затем в ДНК с некоторой формой метаболизма, чтобы ускорить ее размножение, и, наконец, развить клеточную мембрану, чтобы защитить себя, и так образовалась первая одноклеточная форма жизни! Другие говорят, что это противоречит законам энтропии, и вместо этого сначала случайным образом запускается метаболизм, за которым следуют РНК и ДНК, способствующие распространению метаболизма, а затем - клеточные мембраны.

Но в любом случае, для появления жизни из геологии на Плутоне, похоже, должен быть период, когда РНК и ДНК будут открыты и незащищены, поскольку требуется время, чтобы развить способность защищать и восстанавливать эти жизненно важные соединения. Но РНК и ДНК легко повреждаются радиацией , а ядро Плутона полно радиации! Так что, похоже, жизнь там вообще не могла образоваться.

Но мы не знаем, как выглядит внутренность Плутона. Все, что мы знаем, это то, что существует огромный океан с большим количеством радиации. Может быть, одна сторона ядра планеты радиоактивна, а другая нет, но все равно нагревается. Если это так, то это может означать, что подо льдом есть множество гидротермальных источников с минимальной радиацией, идеально подходящих для зарождения и процветания жизни. С другой стороны, ядро может быть очень радиоактивным, разрушая ранние строительные блоки жизни, прежде чем они успеют слиться в клетки.

Обнаруженный впервые в 1930 году, Плутон считался девятой планетой нашей Солнечной системы много лет. И хотя его статус был понижен до карликовой планеты, благодаря открытию Эрис в 2004 году, Плутон продолжает очаровывать и интриговать астрономов.

Условия на поверхности

Справедливости ради, стоит отметить, что нет практически никаких шансов на существование жизни на поверхности Плутона. Планета вращается вокруг нашего Солнца на гигантских дистанциях, от 29,657 а. е. (4 437 000 000 км) в перигелии до 48,871 а. е. (7 311 000 000 км) в афелии. На таком расстоянии температуры на поверхности могут опускаться до -240 градусов по Цельсию.

При такой температуре замерзает не только вода, но и другие жидкости и газы, присутствующие на поверхности Плутона — метан (CH4), газообразный азот (N2) и окись углерода (CO) — тоже замерзают до твердого состояния. Эти соединения имеют более низкие точки замерзания, чем вода, и шанс выжить у жизни в таких условиях стремится к нулю.

И хотя Плутон обладает тонкой атмосферой, она состоит в основном из азота, метана и окиси углерода, которые пребывают в равновесии со льдами на поверхности. В то же время давление на поверхности варьируется от 6,5 до 24 бар (0,65 – 2,4 Па), что примерно меньше атмосферного давления на Земле в миллион – сто тысяч раз.

Эта атмосфера также совершает переходы, когда Плутон подходит ближе и уходит дальше от Солнца. Обычно, когда Плутон в перигелии, атмосфера замерзает; в афелии температура поверхности увеличивается, и льды сублимируют.

Таким образом, жизнь не выживает на поверхности Плутона ну никак. Ни один из известных организмов не может выжить при чрезвычайном холоде, низком атмосферном давлении и постоянных переменах в атмосфере. Однако это не отнимает возможность обнаружения жизни внутри планеты.

Недра

Как у многих лун и планетоидов во внешней Солнечной системе, внутренняя структура Плутона, по мнению ученых, дифференцирована, твердые материалы расположились в плотном ядре, окруженном мантией льда. Диаметр ядра составляет приблизительно 1700 км (70% диаметра Плутона), тогда как ледяной слой должен быть толщиной в 100-180 км.

Поскольку распад радиоактивных элементов в конечном счете нагреет лед достаточно, чтобы отделить его от ядра, вполне возможно, что Плутон обладает жидким океаном под мантией. В 2011 году планетологи Гийом Робушон и Фрэнсис Ниммо из Калифорнийского университета в Санта-Крус смоделировали тепловую эволюцию Плутона и изучили поведение коры, чтобы посмотреть, как на поверхность может повлиять наличие океана под ней.

Будущие возможности

Другая возможность состоит в том, что однажды условия пребывания на Плутоне могут измениться в пользу потенциальной жизни. Хотя Плутон находится далеко за пределами обитаемой зоны нашего Солнца, размеры Солнца и этой зоны будут расти. В далеком будущем — через 5,4 миллиарда лет — наше Солнце расширится до красного гиганта, увеличив количество испускаемой энергии на несколько миллионов лет.

После того как ядро водорода иссякнет через 5,4 миллиарда лет, Солнце расширится до фазы субгиганта и медленно удвоится в размере в течение примерно полумиллиарда лет. По мере увеличения размера оно будет поглощать внутренние планеты (включая Землю), и обитаемая зона будет двигаться к внешней части Солнечной системы. Прежде чем Солнце станет красным гигантом, его светимость почти удвоится, и на Земле будет жарче, чем сегодня на Венере.

Затем оно будет еще быстрее расширяться в течение полумиллиарда лет, пока не станет в двести раз больше, чем сегодня, и в несколько тысяч раз ярче. Затем начнется фаза RGB, которая продлится около миллиарда лет; тогда Солнце потеряет примерно треть своей массы.

В это время многие объекты в поясе Койпера значительно нагреются, среди них Плутон, Эрис и множество других транснептуновых объектов.

Однако учитывая состав этих тел и относительно короткое окно, в котором они будут теплее и влажнее, маловероятно, что жизнь успеет развиться с нуля. Скорее всего, нам придется завозить ее с Земли, если, конечно, человечество будет еще живо.

Солнечная система

Плутон – бывший объект Солнечной системы, перенесенный в разряд карликовых планет по причине малого веса, недостаточного для притягивания других космических тел. Изучен недостаточно из-за удаленности, представляет повышенный интерес для ученых.

Физические характеристики

Подробные характеристики и сведения о состоянии космического тела были получены лишь в 2015 году после сближения Плутона со спутником New Horizons.

диаметр: 2376,6 км;
масса: 1,3х10^22 кг – 0,0022 массы планета Земля;
температура: -230 градусов по Цельсию;
средняя удаленность от Солнца: 7,4 млрд км или 39,4 а.е;
скорость вращения по орбите: 4,7 км/с;
плотность: 2 г/см3;
полярный радиус: 1153 км;
отражательная способность поверхности: 0,4.

Интересный факт: масса Плутона рассчитана приблизительно. Ученые руководствовались третьим законом Кеплера, который допускает погрешность в пределах 1%.

Орбита

Орбита Плутона относительно других планет

Орбита имеет форму вытянутого эллипса. На один оборот вокруг звезды Плутон тратит 248 лет. За этот период расстояние до Солнца постоянно меняется: уменьшается до 30 а.е (астрономических единиц) и удаляется до 39 а.е., где 1 а.е. равна 150 млн км. Наклон плоскости вращения составляет угол в 17 градусов относительно других планет.

Поскольку положение орбиты непостоянно: в одних случаях ниже плоскости эклиптики, в других выше, то Плутон время от времени меняется местами с Нептуном, находящимся ближе к Солнцу. Предположение о том, что карликовый объект был его спутником, было опровергнуто лишь по той причине, что уже несколько миллионов лет их орбиты находятся в постоянном резонансе в соотношении 3:2. Это значит, что за одно и тоже время одна из планет обращается вокруг Солнца три раза, а другая всего лишь два. Пока ученым удается прогнозировать поведение орбит Нептуна и Плутона, но на перспективу этот вопрос остается открытым

Внутреннее строение

Строение Плутона

Планета состоит из трех составляющих элементов:

атмосферы, представленной тонким слоем метана, азота и окиси углерода;
мантии, толщиной в 250 км, состоящей из воды и льда;
ядра диаметром в 1772 км, представляющего смесь камней и льда.

Выводы предположительные, сделаны на основе спектрального анализа, поскольку планета мало изучена.

Интересный факт: лед на Плутоне значительно прочнее, чем закаленная сталь, и составляет третью часть всей планеты.

Атмосфера и поверхность

Изображение атмосферы на Плутоне

Несмотря на то, что большая часть поверхности Плутона покрыта льдами, мощные телескопы зафиксировали неоднородную по цветовой гамме поверхность. На снимках были обнаружены:

кратеры;
углубления;
равнины;
ледяные глыбы.

В 2015 году обнаружена горная цепь, представляющая собой замерзшую смесь метана, азота и окиси углерода. На Плутоне есть газообразная атмосфера. Ее большая часть состоит из азота. В меньшей степени присутствуют метан и окись углерода. Такой состав исключает зарождение жизни даже в самой примитивной форме.

В период нахождения планеты в максимальной близости к Солнцу лед принимает иное состояние: газообразное. После удаления от небесного светила он превращается в кристаллы, опускающиеся на поверхность и образующие своеобразную корку.

До перехода в разряд карликовых небесных тел Плутон считали самой холодной планетой. Температура здесь опускается до -230-240 градусов по Цельсию. Сильные морозы обусловлены огромной удаленностью от Солнца: 7,4 миллиарда км, но из-за характерного строения орбиты атмосфера иногда становится газом, а затем замерзает и выпадает на поверхность.

Однако температурный режим не везде одинаков. Метан способен создавать парниковый эффект, поэтому на некоторой высоте от поверхности показатели повышаются, но незначительно: на 10 – 20 градусов по Цельсию.

Изображение Плутона в цвете

До 2015 года относительно окраса поверхности Плутона были только предположения. Поскольку большая часть планеты состоит изо льда, то и цвет должен быть соответствующий: белый с серыми и светло-синими оттенками. Однако на фотографиях, которые удалось сделать с помощью телескопа, явно просматривается иная палитра: светло-желтая, местами переходящая в более темные тона.

Есть ли жизнь на Плутоне

Для зарождения жизни на планете нет никаких условий:

огромная удаленность от Солнца;
низкая температура, при которой превращается в лед не только вода, но и газы: метан, азот и окись углерода;
давление на поверхности в миллион с лишним раз ниже земного;
газообразный атмосферный слой;
поверхность, покрытая ледяной коркой.

Атмосфера постоянно меняется в зависимости от приближения или удаления от Солнца. В подобной среде невозможно даже предположить зарождение, а уж тем более существование жизни.

Спутники Плутона

У Плутона пять спутников:

Харон – открыт в 1978 году, в два раза меньше Плутона, диаметр – 1212 км, значительно отличается по составу. Предположительно, спутник является осколками самой планеты, выброшенными при столкновении, а потому и габариты более скромные.
Никта – обнаружен в 2005 году при помощи телескопа Хаббл, первоначальный диаметр – 45 км. Перемещается по орбите с той же скоростью, что и Харон, а с Гидрой находится в резонансном соотношении 3:2. Длительность одного витка вокруг Плутона составляет 25 дней.
Гидра – открыт в 2005 году, удален от Плутона на 65 000 км. Диаметр, исходя из уровня яркости, варьируется от 40 до 60 км, на орбитальный путь уходит 32 дня. Данных о составе спутника нет, но есть предположение о ледяной мантии и каменном ядре.
Кербер – обнаружен в 2011 году, располагается между Гидрой и Никтой. Предположительная причина образования – столкновение Плутона с более крупным космическим телом, диаметр – 13-34 км, большая полуось – 59 000 км, время обращения – 32 дня.
Стикс – открыт в 2012 году, самый маленький из пяти. От Плутона удален на 58 000 миль, диаметр – 10-25 км, один оборот преодолевает за 19 дней, большая полуось – 42 000 км. Иные физические данные не установлены.

Интересный факт: систему Плутон-Харон некоторые астрономы считают двойной планетой, поскольку они вращаются вокруг одной точки центра масс планет.

Сколько лететь до Плутона

Расстояние от Земли до Плутона

Расстояние от Солнца до Плутона

По земным меркам оно составляет 4,4 млрд км или 29 астрономических единиц, но это при максимальном приближении Плутона к третьей планете от Солнца. При удалении расстояние увеличивается до 7,3 млрд км или 49 а.е. При расчете требуется брать во внимание орбитальный наклон в 17 градусов. С учетом всех особенностей, среднее расстояние определяется показателем в 5,91 млрд км или 40 а.е.

Интересный факт: солнечный свет добирается до Плутона за 5 ч, тогда как на Землю он падает через 7 мин.

История открытия

Французский математик, занимающийся небесной механикой, Урбен Леверье, провел исследование орбиты Урана. Он выявил определенные волнения, натолкнувшие на мысль, что именно какая-то неизвестная близлежащая планета является их причиной. В 1894 году американский бизнесмен, астроном и математик Персиваль Лоуэлл основал на собственные средства обсерваторию. Также стал инициатором проекта, в рамках которого осуществлялся поиск девятой планеты. Длительное время исследования были безуспешными. Энтузиасты сделали множество фотоснимков с многочисленными небесными телами, но искомое там никто не увидел.

Плутон был открыт 18 февраля 1930 года американским астрономом Клайдом Томбо. Будучи принятым на работу в обсерваторию, он делал фотографии и вдруг заметил на снимках движущийся объект (из нескольких фотокарточек была сделана простейшая анимация). Это и был Плутон. Лоуэлловская обсерватория 13 марта этого же года сделала заявление об открытии новой планеты.

Почему Плутон так называется?

Ныне используемое название придумала Венеция Берни – обыкновенная оксфордская школьница. Дело в том, что Плутон – это бог из древнеримской мифологии, который правил подземным царством. Это отлично подходило для холодной и мрачной поверхности планеты.

Исследование

Аппарат предоставил данные, по которым удалось сделать спектральный анализ поверхности. В разное время делались снимки, появилась возможность сравнить геологическую активность.

Статус Плутона сейчас

В 1930 году Плутон признали планетой – 9-ой по счету от Солнца, однако сравнительно недавно он потерял свой статус. Ученые начали сомневаться, что небесное тело соразмерно параметрам Земли. В результате исследований его определили в разряд карликовых планет. По данному поводу несколько раз устраивали дебаты, и окончательное решение приняли в 2006 году. Ученые выделили несколько критериев для определения статуса планеты:

Космическое тело должно вращаться по орбите вокруг Солнца, а также быть спутником одной из звезд, а не какой-либо планеты.
Объект должен иметь такую массу, которая позволит ему под действием гравитации обрести форму сферы.
Размеры тела должны быть настолько большими, чтобы в пределах его орбиты не было более крупных объектов. Исключением являются только его спутники или объекты под действием гравитации.

Таким образом, после проверки этих факторов ученые установили, что называть Плутон планетой нельзя из-за третьего критерия. Поскольку он находится в поясе Койпера, его массу сравнили с близлежащими объектами. Выяснилось, что Плутон занимает всего 7% массы остальных космических тел.

Другие карликовые планеты

Поскольку Плутон удовлетворял первым двум критериям, его определили в категорию карликовых планет, а также отнесли к классу плутоидов. Такими небесными телами считаются сферические объекты с небольшой массой. Они должны вращаться вокруг Солнца. При этом, орбите необходимо иметь больший радиус, чем у Нептуна. Кроме Плутона считаются плутоидами: Эрида, Макемаке и Хаумеа.

Интересный факт: на Плутоне одни сутки соответствуют шести земным, а одно полноценное вращение вокруг Солнца по земным меркам занимает целых 248 лет.

Официально Плутон внесли в список малых планет под номером 134340 (7 сентября 2006). Интересно, что если бы ученые с самого начала правильно охарактеризовали этот объект, то в каталоге он бы занимал место в первых тысячах. Единственное отличие между обычной планетой и карликовой теперь заключается только в размере объектов. По остальным параметрам они совпадают.

Интересное видео о Плутоне

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Плутон – очень далёкая карликовая планета, которая, к тому же, движется по эллиптической орбите. Начнём с того, что Плутон находится от Солнца невообразимо далеко – на 29 а.е. в ближней точке, и на 48 а.е. в дальней. Для сравнения, от Земли до Солнца расстояние равно всего 1 а.е, поэтому земной климат довольно тёплый, хотя даже на Земле существуют места с низкими температурами.

Из-за такой удалённости от Солнца на Плутоне даже днём довольно темно – как на Земле в сумерках, хотя и светлее, чем в полнолуние. Но гораздо важнее экстремально низкая температура.

На Плутоне средняя температура около -223 градусов по Цельсию, а реальная может достигать – 240 градусов. Это очень близко к абсолютному нулю. Естественно, при таких экстремально низких температурах ни о какой жизни речи быть не может. Там даже газы замерзают и выпадают на поверхность в виде льда и снега.

Поверхность Плутона в представлении художника.

У Плутона есть атмосфера, хотя и очень разреженная. Атмосферное давление у поверхности меньше земного в 100000 раз. Состоит она в основном из азота, метана и угарного газа. Причём атмосфера эта периодически исчезает, когда Плутон слишком удаляется от Солнца по своей вытянутой орбите. Тогда атмосферные газы замерзают и выпадают на поверхность. При приближении они снова оттаивают и испаряются.

В настоящее время Плутон представляет собой совершенно безжизненное ледяное тело. Даже если занести туда жизнь в любой форме с Земли, она не сможет там существовать. Слишком низкие температуры, близкие к абсолютному нулю, и практически полное отсутствие атмосферы большую часть времени не способствуют выживанию. Поэтому жизнь на Плутоне в настоящее время невозможна.

Подлёдный океан

Конечно, где правда, покажут лишь дальнейшие исследования. Данных одного зонда, пролетевшего на расстоянии в 12500 км от поверхности, маловато для однозначных утверждений. Ведь даже большая часть поверхности Плутона до сих пор не сфотографирована, и что там находится, неизвестно.

Поэтому теория подлёдного океана из жидкой воды пока существует, не доказанная, но и не опровергнутая полностью.

Возможна ли жизнь на Плутоне в будущем?

Примерно через 7.6 миллиардов лет Солнце превратится в красного гиганта. Оно увеличится в 256 раз и станет красным гигантом. Его поверхность достигнет орбиты Земли. Оно станет излучать в 2700 раз больше света и сможет прогреть даже объекты пояса Койпера.

Когда это случится, обитаемая зона в Солнечной системе сильно расширится. Вполне возможно, что тогда и на Плутоне возникнут достаточно приемлемые условия для поддержания жизни. Они продлятся там десятки миллионов лет.

Конечно, вряд ли на Плутоне жизнь возникнет самостоятельно – на Земле, в гораздо более благоприятных условиях, на это ушли миллиарды лет. Но если занести туда формы жизни извне, например, с Земли, то некоторые из них, возможно, смогут приспособиться к новым условиям.

Читайте также: